概述

RFID或射頻識(shí)別是一種通過電磁波進(jìn)行通信的方式（射頻波，具體而言）。 RFID標(biāo)簽和RFID卡通常用于身份驗(yàn)證和訪問控制。

您可能已經(jīng)看到人們?cè)谵k公室入口處刷身份證。身份證實(shí)際上是具有雇員個(gè)人信息的RFID卡。在他/她刷卡的那一刻，他的檢查時(shí)間將被計(jì)算機(jī)捕獲。

我已經(jīng)使用RFID閱讀器和RFID卡實(shí)施了多個(gè)項(xiàng)目，如 RFID安全訪問控制系統(tǒng)使用8051 ，基于RFID的考勤系統(tǒng)和 Arduino RFID閱讀器。

在所有這些項(xiàng)目中，我提到一個(gè)簡(jiǎn)單的RFID通信系統(tǒng)由三部分組成：RFID卡或標(biāo)簽（包含嵌入在芯片上的用戶或產(chǎn)品信息）， RFID閱讀器（觸發(fā)RFID卡并從卡中提取信息的設(shè)備）和主機(jī)系統(tǒng)（如計(jì)算機(jī)或微控制器，然后處理數(shù)據(jù)）。

在這個(gè)項(xiàng)目中，我將使用流行的EM-18 RFID閱讀器模塊和一些RFID卡。另一種流行的RFID閱讀器稱為RFID RC522。 EM-18和RC522 RFID模塊之間的主要區(qū)別是：

EM-18基于125 KHz射頻通信，而RC522基于13.56 MHz頻率

進(jìn)入接口選項(xiàng)后，EM-18使用串行通信，而RC522使用SPI通信（盡管芯片也支持I2C和UART）。

因此，選擇RFID閱讀器模塊非常重要，因?yàn)樗x了如何使用Raspberry Pi或Arduino與模塊進(jìn)行通信。

我不會(huì)詳細(xì)介紹RFID閱讀器和RFID通信的工作細(xì)節(jié)，因?yàn)橛性S多類似于這里的教程： RFID技術(shù)及其應(yīng)用。我將跳轉(zhuǎn)到Raspberry Pi RFID閱讀器界面。

設(shè)置用于串行通信的Raspberry Pi

我在Raspberry Pi RFID閱讀器模塊接口中提到的重要事項(xiàng)是EM-18 RFID閱讀器模塊使用UART通信即串行通信。如果你還記得，我還沒有完成任何涉及Raspberry Pi串口通信的項(xiàng)目。

在繼續(xù)使用Raspberry Pi和RFID閱讀器模塊的接口之前，有為了在Raspberry Pi中啟用串行通信，您需要在Raspberry Pi中執(zhí)行一些操作。

在Raspberry Pi中，串行端口可以使用或配置為兩個(gè)方式：訪問控制臺(tái)和串行接口。默認(rèn)情況下，Raspberry Pi的串行端口配置為訪問Linux控制臺(tái)，即作為控制臺(tái)I/O引腳。

但是，我們希望將其更改為充當(dāng)串行通信端口，以便我們可以連接外部外圍設(shè)備，如本項(xiàng)目中的RFID閱讀器，通過串行通信進(jìn)行通信。

為了做到這一點(diǎn)，首先登錄您的Raspberry Pi使用SSH（Putty）。輸入以下命令進(jìn)入Raspberry Pi配置工具。

sudo raspi-config

在“接口選項(xiàng)”中，選擇“串行”選項(xiàng)。

現(xiàn)在，它詢問您是否要通過串行通信訪問登錄shell。選擇“否”選項(xiàng)。 然后，它要求您啟用串行端口硬件。選擇“是”選項(xiàng)。

完成該過程并重新啟動(dòng)Raspberry Pi。在Raspberry Pi啟動(dòng)后，一旦使用Putty登錄agin并檢查串行端口是否已啟用，請(qǐng)輸入以下命令。

dmesg | grep tty

在底部，您可以看到，“ttyS0”已配置如串行。現(xiàn)在，您可以繼續(xù)使用Raspberry Pi連接RFID閱讀器模塊，通過串口進(jìn)行通信。

Raspberry Pi RFID閱讀器接口電路圖

下圖顯示了Raspberry Pi和EM-18 RFID閱讀器之間的連接。

所需組件

Raspberry Pi 3 Model B

EM-18 RFID閱讀器模塊

RS232 - 到 - USB適配器（因?yàn)槲业腞FID閱讀器只有RS232輸出）

少量RFID卡或RFID標(biāo)簽

RFID閱讀器電源（我的RFID閱讀器有5V穩(wěn)壓器）

用于Raspberry Pi和RS232-USB適配器的5V電源

連接電線

680Ω電阻（1/4瓦）

1.5KΩ電阻（1/4瓦）

電路設(shè)計(jì)

在Raspberry Pi上GPIO14和GPIO14即物理引腳8和10分別是UART TX和RX引腳。由于我們已經(jīng)啟用了Raspberry Pi的串行端口，您可以將這些引腳連接到外圍設(shè)備。

現(xiàn)在是時(shí)候注意Raspberry Pi的工作原理了3.3V邏輯。因此，Raspberry Pin的RX引腳只能用3.3V邏輯給出。為了做到這一點(diǎn)，我們需要使用一個(gè)由兩個(gè)電阻組成的簡(jiǎn)單分壓器網(wǎng)絡(luò)將RFID讀取器的TX線電平轉(zhuǎn)換為3.3V。

我使用了680Ω和1.5KΩ電阻。分壓器的輸出連接到Raspberry Pi的UART RXD引腳，即GPIO15。在Raspberry Pi和RFID讀取器模塊之間建立共同的接地連接。

代碼

編寫一個(gè)簡(jiǎn)單的Python腳本來(lái)讀取RFID卡中的值，將其與預(yù)定義的值進(jìn)行比較（我已事先收集了所有RFID卡的數(shù)據(jù)）并顯示特定信息。

注意：在“port =‘/dev/ttyS0’”行中，將ttyS0替換為分配給您的串行設(shè)備的名稱。

工作

Raspberry Pi RFID閱讀器模塊接口的工作非常簡(jiǎn)單。在Raspberry Pi上啟用串行端口后，我們必須分配與UART通信相關(guān)的其余參數(shù)，即波特率，奇偶校驗(yàn)，停止位和數(shù)據(jù)大小。所有這些值都在Python代碼中設(shè)置。

在此之后，您將收到“放置卡片”的消息。當(dāng)您將RFID卡放在RFID閱讀器上時(shí)，RFID閱讀器模塊將從卡讀取數(shù)據(jù)并通過串行通信將數(shù)據(jù)發(fā)送到Raspberry Pi。

這Raspberry Pi進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)，并在屏幕上顯示相應(yīng)的消息。

應(yīng)用程序

接口帶有Raspberry Pi的RFID閱讀器非常有用，因?yàn)槟梢詫?shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用，例如：

訪問控制

驗(yàn)證

電子機(jī)票

電子支付

電子收費(fèi)

考勤